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Einrichtung zum Prüfen eines Motorzählers mit einer Fotozelle
Es ist
eine Einrichtung zum Prüfen von Motorzählern mit einer Fotozelle vorgeschlagen,
in der ein der Umlaufgeschwindigkeit des Zählermeßwerks entsprechender Impulsstrom
erzeugt wird, der über einen Verstärker einem Relais zugeführt wird. Dabei erzeugt
das Relais in der bei Fernmeßanlagen üblichen Weise durch Laden und Entladen von
Kondensatoren eine Impulsfolge, deren einzelne impulse gleichen Energiegehalt haben
und die dieser Impulsfolge entsprechende mittlere Stromstärke ohne Zuhilfenahme
eines Eichzählers in einer IR:ompensationsschaltung mit einem vom Zählerprüfstrom
unabhängigen Hilfsstrom verglichen wird, dessen Stärke dem Sollwert der Umlaufgeschwindigkeit
entsprechend eingestellt wird.
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Wenn nun Motorzähler zu prüfen sind, bei denen, wie z. B. bei Elektrizitätszählern,
die Umlaufgeschwindigkeit des Meßwerks periodische Schwankungen aufweist, so schwankt
entsprechend auch die Impulsstromstärke. Infolgedessen zeigt das Kompensationsmeßgerät
entsprechende periodische Schwankungen um die Nullage, wodurch die Einstellung erschwert
wird. Besonders störend sind diese Schwankungen, wenn man den Zähler, wie üblich,
bei verschiedenen Belastungen prüfen will, weil bei geringer Belastung und dementsprechend
niedriger
Umlaufzahl des zu prüfenden Zählermeßwerks die Schwankungen verhältnismäßig langsam
erfolgen.
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Dieser Nachteil wird bei einer Einrichtung zum Prüfen eines Motorzählers
mit periodisch Ichwankender UmlaufgeschnvindibCkeit unter Verwendung einer Fotozelle,
in der ein der Drehzahl des Zählermeßwerks entsprechender Impulsstrom erzeugt wird,
der über einen Verstärker einem Relais zugeführt wird, gemäß der Erfindung dadurch
vermieden, daß die Schwingungsdauer des Kompensationsmeßgeräts mit abnehmender Belastung
selbsttätig so gesteigert wird, daß die durch die 5 diwankungen der Umlaufgeschwindigkeit
bedingten Schwankungen des Impulsstromes bei allen Belastungen von dem Meßgerät
integriert werden.
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Da die Schwingungsdauer eines Meßgeräts in erster Linie durch die
Größe des mechanischen Trägheitsmomentes des beweglichen Meßwerk bedingt ist, könnte
zu diesem Zweck eine Anordnung vorgesehen werden, um das Trägheitsmoment in an sick
bekannter Weise durch Vergrößern des Genichts zu erhöhen, was aber praktisch schwierig
ausführbar ist. Es hat sich nun gezeigt, daß die gleiche Wirkllng auch ohne Veränderung
des mechanischell Trägheitsmomentes dadurch zu erreichen ist, daß dem Meßgerät ein
Kondensator parallel geschaltet wird, dessen Kapazität mit abnehmender Belastung
erhöht wird.
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Dabei ist es erwünscht, wenn der Dämpfungsgrad der Einstellung möglichst
bei allen Belastungen der gleiche bleibt, was durch eine entsprechend Änderung der
Dämpfung mit an sich bekannten Mitteln erreicht werden kann. Vorzugsweise wird zu
diesem Zweck mit der Anordnung zum Einstellen der Belastung die Regelvorrichtung
eines in einem das Meßgerät schließenden Stromkreis angeordneten Widerstandes derart
zwangsläufig gekuppelt, daß das Meßwerk sich bei allen Belastungen aperiodisch einstellt.
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In der Zeichnung ist eine Einrichtung gemäß der Erfindung als Ausführungsbeispiel
dargesteIlt.
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Dabei ist Fig. 1 ein grundsätzliches Schaltbild, während Fig. 2 die
Anordnung und Schaltung im einzelnen zeigt.
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In Fig. 1 ist das zu prüfende Zählermeßwerk durch eine um eine Achse
I drehbare Scheibe 2 veranschaulicht, auf deren Rand eine Reihe von Starken 3 angebracht
ist, die beim Umlauf der Zählerscheibe mittels einer Lichtquelle 4 und einer durch
eine Linse 5 angedeuteten optischen Anordnung abgetastet wird. Das so erzeugte Lichtbündel
wird auf dem Rand der Scheibe, je nachdem ob es di' Marken oder die Zwischenräume
zwischen diesen beleuchtet, verschieden stark zurückgeworfen und erzeugt so in einer
Fotozelle 6, die von einer Gleichstromquelle 7 gespeist wird, Ströme periodisch
wechselnder Stärke. Diese entsprechend der Drehzahl der Zäh.1ersdibe 2 periodisch
schwankenden Fotoströme erregen nach Verstärkung in einem Röhrenverstärker s die
Wicklung 9 eines Fernmeßrelais, dessen Kontaktfedern abwechselnd die Ladung und
Entladung zweier in Reihe geschalteter Kondensatoren I0, II bewirken.
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Als Kompensationsschaltung ist eine Brückenschaltung angenommen,
die von einer Gleichstromquelle 12 gespeist wird und in einem Brückenzweig die Kondensatoren
I0, II enthält, während als Vergleichsstrom ein Strom benutzt wird, der in einem
mit den Kondensatoren in dem gleichen Stromzweig der Brückenschaltung liegenden
Widerstand I3 fließt. Der zweite Stromzweig wird durch einen Spannungsteilerwi.derstand
14 gebildet, auf dem ein an die Brückendiagonale angeschlossener Abgriffkontakt
15 verstellbar ist. Die Brückendiagonale besteht aus einem regelbaren Vorwiderstand
I6 uiid einem Drehspulmeßgerät I7, dem ein regelbarer Kondensator I8 parallel geschaltet
ist.
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Der Abgriffkontakt 15 kann entsprechend der jeweiligen Solldrehzahl
eingestellt werden. Wenn nun die Umlaufdrehzahl des zu prüfenden Zählermeßwerks
2 nicht mit der Solldrehzahl übereinstimmt, so weicht der Zeiger des Meßgeräts I7
von der Nullage ab, wobei die Größe der prozentualen Abweichung gegebenenfalls an
der Skala des Meßgeräts abgelesen werden kann.
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Um nun den Zähler bei verschiedenen Prozentwerten der Nennlast prüfen
zu können, sind die Kapazitäten der Kondensatoren 10 und II regelbar.
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Der elektrische Leitwert des die Kondensatoren enthaltenden Brückenzweiges
ist verh ältnisgle ich dem Produkt aus dem Kapazitätswert der Kondensatoren und
der Frequenz des Impulsstromes bzw. der Drehzahl des Zählermeßwerks Da nun die Soll
drehzahlen und die zugehörigen Belastungen rerhältnisgleidl sind, so ist der elektrische
Leitwert des betreffenden B rückenzweiges konstant, wenn die Kapazitäten der Kondensatoren
im umgekehrten Verhältnis zu der betreffenden Solldrehzahl stehen. Somit wird durch
die Veränderung der Kapazitätswerte im umgekehrten Verhältnis zu den einzustellenden
Prozentwerten der Nennlast erreicht, daß beim Einstellen auf die verschiedenen Laststufen
die Brückenverhältnisse sich nicht ändern, so daß beim Ablesen der prozentualen
Abweichung von der Solldrehzahl bei allen Laststufen die gleiche Skaienteilung benutzt
werden kann.
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Da nun die üblichen Elektrizitätszähler mit einer sogenannten Hemmfahne
versehen sind, ändert sich bei jeder Umdrehung der Zählerscheibe 2 die Umlaufgeschwindigkeit
derart, daß sich beim Nähern der Hemmfahne an den Magneten die Zählerscheibe beschleunigt
und beim Entfernen verzögert. Die mittlere Umlaufgeschwindigkeit bleibt jedoch konstant.
Entsprechend der wechselnden Belichtung der Fotozelle 6 schwankt auch die entstehende
Impulsfrequenz. Infolgedessen zeigt auch die durch die Ladung und Entladung der
Kondensatoren entstehende mittlere Impulsstromstärke entsprechende Schwankungen,
die sich an dem Meßgerät um so mehr lJemerkbar machen würden, je geringer die Drehzahl
bzw. die Belastung des Zählers ist, wenn keine Mittel vorgesehen wären, um die Schwingungszahl
des Nfeßwerks entsprechend zu regeln.
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Gemäß der Erfindung ist nun die Anordnung zum Regeln der Kapazität
des Kondensators I8 mit der Anordnung zum Einstellen der Kapazität der Kondensatoren
10, 11 zwangsläufig derart gekuppelt, daß die Schwingungsdauer bei allen Laststufen
die gleiche ist.
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Um dabei stets auch die gleiche, vorzugsweise aperiodische Einstellung
des Meßwerks zu erreichen, ist mit der Einstellung der Kondensatoren auch das Regelglied
des Vorwiderstandes I6 in der Weise zwangsläufig gekuppelt, daß der Betrag des Widerstandes
I6 mit abnehmender Belastung verkleinert wird. Wenn wie üblich als Diagonalinstrument
ein Drehspulmeßgerät benutzt wird und, wie es sich als zweckmäßig herausgestellt
hat, die Brückenwiderstände I3 und Iq verhältnismäßig klein sind im Vergleich zu
dem Widerstand in der Brückendiagonale, so ist die Drehspule über einen Widerstand
geschlossen, der im wesentlichen durch die Größe des Vorwiderstandes I6 bedingt
ist. Dadurch kann dann die Dämpfung so beeinflußt werden, daß die Drehspule sich
bei allen Laststufen annähernd aperiodisch einstellt.
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In Fig. 2 ist angenommen, daß zum stufenweisen Regeln der Kapazität
der Kondensatoren Teilkapazitäten vorgesehen sind, die entsprechend parallel geschaltet
werden. Zu diesem Zweck sind die Kondensatoren I0 und II in je vier den einzelnen
Laststufen angepaßte Teilkondensatoren IOa... IOd I>zu-. II... 1 1d aufgeteilt,
die durch einen Doppeldrehschalter I9, 20 stufenweise parallel geschaltet werden
können. Mit dem Drehschalter I9, 20 ist nun ein zweiter Drehschalter 21 zwangsläufig
gekuppelt, wie es in Fig. 2 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist. Der
Drehschalter 21 dient dazu, Teilkondensatoren ISa... I8d entsprechend parallel zu
schalten, um die dem Meßgerät I7 parallel liegende.Kapazität zu regeln.
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Zum Regeln der Dämpfung ist auch der Vorwiderstand I6 in vier Stufen
aufgeteilt, wobei durch einen mit dem Kondensatorschalter gekuppelten Abgriffkontakt
22 der Widerstandsbetrag mit abnehmender Kapazität bzw. Belastung ebenfalls geringer
wird.